Capítulo 11: Turbomáquinas

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P11.69 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P11.69 La bomba del Problema P11.38, cuando gira a 3500 rpm, se emplea para mover agua a 20 °C a través de 600 ft de tubería de hierro fundido hasta una altura de 100 ft. Determine…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P11.68 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P11.68 Supongamos que se emplea la bomba de flujo axial de la Figura 11.13 para mover el ventilador de hojas del Problema P11.64. Calcule aproximadamente (a) el diámetro y (b) la velocidad de giro apropiadas. (c)…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P11.67 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P11.67 La bomba del Problema P11.35 gira a 880 rpm para bombear agua a 20 °C a través de 75 m de un conducto horizontal de hierro galvanizado. El resto de las pérdidas del sistema se…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P11.66 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P11.66 Se propone emplear la bomba del Problema P11.35 a 880 rpm para bombear agua a 20 °C a través del sistema de la Figura P11.66. El conducto está fabricado con acero comercial de 20 cm…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P11.65 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P11.65 La bomba de 38 in de la Figura 11.7a se emplea en serie para bombear agua a 20 °C a una altura de 3000 ft a través de 4000 ft de un conducto de hierro…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P11.64 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P11.64 Un ventilador de láminas es esencialmente un rotor centrífugo que descarga a un tubo. Suponga que el tubo es de PVC liso, de 4 ft de largo y con un diámetro de 2,5 in. La…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P11.63 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P11.63 La bomba de 36,75 in de la Figura 11.7a a 1170 rpm se emplea para bombear agua a 60 °F de un depósito situado a 1000 ft mediante un conducto de 12 in de diámetro…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P11.62 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P11.62 El ventilador real discutido en el Problema P11.61 tenía un diámetro de 20 ft [Ref. 20, pág. 339]. ¿Cuál sería el diámetro adecuado para que la familia de bombas de la Figura 11.14 proporcionara 500…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P11.61 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P11.61 El ventilador de acondicionamiento de una mina proporciona 500 m3 /s de aire a nivel del mar cuando gira a 295 rpm, con un incremento de presión de 1100 Pa. ¿Es el ventilador axial, centrífugo…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P11.60 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P11.60 Se desea emplear una bomba de 45 hp para generar una altura manométrica de 200 ft cuando funciona en el PMR con gasolina a 20 °C y girando a 1200 rpm. Empleando las correlaciones de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P11.59 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P11.59 Se desea proporcionar 700 ft3 /min de gas propano (de peso molecular = 44,06) a 1 atm y 20 °C con un incremento de presión de 8,0 in H2 O en una sola etapa. Determine…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P11.58 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P11.58 La bomba de agua de Worthington Corp. modelo A12251, funcionando con el máximo rendimiento, produce 53 ft de altura manométrica a 3500 rpm, 1,1 hp a 3200 rpm y 60 gal/min a 2940 rpm. ¿De…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P11.57 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P11.57 Las actuaciones de un ventilador de aire de 21 in de diámetro a 3550 rpm son las siguientes:Observe que la expresión ficticia del aumento de presión se da en términos de agua en lugar de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P11.56 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P11.56 Se quieren bombear 40.000 gal/min de gasolina a 20 °C con una altura manométrica de 90 ft. Encuentre el tamaño del rotor, la velocidad y la potencia necesaria para emplear la familia de bombas (a) de la Figura…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P11.55 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P11.55 Se quiere bombear agua a 70 °C a 20.000 gal/min y 1800 rpm. Estime el tipo de bomba, la potencia requerida y el diámetro del rotor si se desea elevar la presión en una etapa…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P11.54 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P11.54 El acueducto del río Colorado emplea bombas Worthington Corp. que proporcionan 200 ft3 /s a 450 rpm con una altura manométrica de 440 ft. ¿De qué tipo de bombas se trata? Estime el diámetro del…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P11.53 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P11.53 Si la bomba axial de la Figura 11.13 se emplea para producir 70.000 gal/min de agua a 20 °C a 1170 rpm, estime (a) el diámetro del rotor adecuado, (b) la altura manométrica para caudal…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P11.52 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P11.52 Un ventilador axial funciona con aire a nivel del mar a 1200 rpm y tiene un diámetro en la punta del álabe de 1 m y un diámetro en la raíz de 80 cm. Los…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P11.51 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P11.51 Un ventilador de flujo axial proporciona 40 ft3 /s de aire que entran a 20 °C y 1 atm. El paso por el que circula tiene un radio exterior de 10 in y un radio…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P11.49 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P11.49 En la Figura P11.49 se representan los valores del coeficiente adimensional de caudal en el PMR en función de la velocidad específica, recopilados por el autor a partir de 30 bombas diferentes. Determine si los…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P11.48 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P11.48 Una bomba opera a 42 rev/s ceca del PMR proporcionando 0,06 m3 /s con una altura manométrica de 100 m. (a) ¿Cuál es su velocidad específica? (b) ¿De qué clase parece ser esta bomba? (c)…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P11.47 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P11.47 Una bomba casera típica para el desagüe de sótanos proporciona un caudal de 5 gal/min con una altura manométrica de 15 ft. Estime (a) el rendimiento máximo y (b) la potencia mínima requerida para el…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P11.46 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P11.46 La respuesta al Problema P11.40 es que el «diámetro específico» adimensional toma la forma Ds = D(gH*)1/4/Q*1/2, evaluado en el PMR. En la Figura P11.46 se presentan los datos recopilados por el autor para 30…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P11.45 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P11.45 Determine la velocidad específica de las siete bombas Taco, Inc., de la Figura P11.24. ¿Son apropiadas para diseños centrífugos? ¿Son aproximadamente iguales, teniendo en cuenta la incertidumbre experimental? Si no es así, ¿por qué no?…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P11.44 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P11.44 La bomba del Problema P11.28 se reescala a 18 in de diámetro para operar con agua a 1760 rpm en el punto de máximo rendimiento. La NPSH medida es de 16 ft y las pérdidas…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P11.43 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P11.43 La bomba de 28 in de diámetro de la Figura 11.7a funciona a 1170 rpm y es usada para bombear agua a 20 °C a través de un sistema de tuberías a 14.000 gal/min. (a)…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P11.42 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P11.42 Una bomba de 8 in que proporciona 180 °F de agua a 800 gal/min y 2400 rpm comienza a cavitar cuando la presión y la velocidad en la entrada son, respectivamente, 12 lbf/in2 y 20…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P11.41 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P11.41 Se desea construir una bomba centrífuga geométricamente semejante a la del Problema P11.28 para proporcionar 6500 gal/min de gasolina a 20 °C a 1060 rpm. Estime (a) el diámetro del rotor resultante, (b) la altura…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P11.40 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P11.40 Según se define en la Ecuación (11.30), la velocidad específica Ns no contiene el diámetro del rotor. ¿Cuál será el tamaño de una bomba para un Ns dado? Logan [7] sugiere un parámetro denominado diámetro…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P11.39 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P11.39 El compresor centrífugo Allis-Chalmers D30LR proporciona 33.000 ft3 /min de SO2 con un cambio de presión de 14,0 a 18,0 lbf/in2 mediante un motor de 800 hp a 3550 rpm. ¿Cuál es el rendimiento medio?…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P11.38 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P11.38 Una bomba de 6,85 in, girando a 3500 rpm, tiene las siguientes actuaciones, medidas con agua a 20 °C:(a) Estime la potencia en caballos para el PMR. Si se reescala la bomba para proporcionar 20…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P11.37 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P11.37 Sabiendo que la bomba del Problema P11.35 tiene el PMR cuando Q = 8000 gal/min, emplee las reglas de semejanza para encontrar (a) el diámetro del rotor adecuado, (b) la velocidad de rotación y (c)…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P11.36 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P11.36 Represente las curvas características para la bomba del Problema P11.35 y compárelas con las de la Figura 11.8. Encuentre el diámetro apropiado en pulgadas y la velocidad en revoluciones por minuto para producir 400 gal/min…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P11.35 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P11.35 Una bomba centrífuga de 18 in de diámetro, que funciona a 880 rpm con agua a 20 °C, tiene las siguientes actuaciones:Determine (a) el PMR, (b) el rendimiento máximo y (c) la velocidad específica. (d)…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P11.34 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P11.34 Se considera una bomba geométricamente semejante a la bomba Taco de 9 in de diámetro de la Figura P11.34 para producir 1200 gal/min a 1500 rpm. Determine (a) el diámetro del rotor adecuado, (b) la…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P11.33 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P11.33 Para las bombas de la familia de los Problemas P11.31 y P11.32, encuentre (a) el diámetro y (b) la velocidad de rotación que, en el PMR, permiten obtener un caudal de 5300 gal/min con una…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P11.32 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P11.32 Los datos del Problema P11.31 corresponden a una bomba que gira a una velocidad de 1200 rpm. (¿Por qué fue posible resolver el Problema P11.31 sin este dato?) (a) Estime el diámetro del rotor. (Consejo:…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P11.31 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P11.31 Una bomba centrífuga con los álabes curvados hacia atrás presenta las siguientes actuaciones ensayadas con agua a 20 °C:(a) Estime el punto de mayor rendimiento y su valor correspondiente. (b) Estime el caudal y la…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P11.30 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P11.30 Una bomba de la misma familia que la del Problema P11.28 tiene un diámetro D = 18 in y una potencia en el PMR de 250 hp con gasolina (no agua). Empleando las leyes de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P11.29 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P11.29 Si se aplican las leyes de semejanza dimensional a la bomba del Problema P11.28 para el mismo diámetro del rotor, determine (a) la velocidad para la que la altura manométrica con caudal nulo es de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P11.28 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P11.28 El ensayo realizado por Byron Jackson Co. sobre una bomba centrífuga de agua de 14,62 in de diámetro que trabaja a 2134 rpm arroja los siguientes resultados:¿Cuál es el PMR? ¿Cuál es la velocidad específica?…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P11.27 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P11.27 La bomba de 12 in de la Figura P11.24 se aumenta de tamaño para producir una altura manométrica de 90 ft y un caudal de 1000 gal/min en el PMR. Determine los valores de (a)…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P11.26 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P11.26 Determine si las curvas características de los siete tamaños de bombas Taco, Inc., representadas en la Figura P11.24 pueden representarse mediante un único diagrama adimensional de CH, CP y η en función de CQ, como…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P11.24 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P11.24 La Figura P11.24 presenta las curvas características para la bomba Taco, Inc., modelo 4013. Calcule la relación entre la altura manométrica con caudal nulo y su valor ideal U2 /g para los siete tamaños de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P11.23 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P11.23 Si la bomba de 38 in de diámetro de la Figura 11.7b se usa para proporcionar queroseno a 20 °C a 850 rpm y 22.000 gal/min, ¿qué (a) altura manométrica y (b) potencia al freno…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P11.22 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P11.22 Una bomba centrífuga de 37 cm de diámetro funcionando a 2140 rpm con agua a 20 °C proporciona las siguientes actuaciones:(a) Determine el punto de máximo rendimiento. (b) Represente CH frente a CQ. (c) Si…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P11.21 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P11.21 La bomba centrífuga de la Figura P11.21 proporciona un caudal de 4200 gal/min de gasolina a 20 °C con un flujo de entrada casi radial. Estime teóricamente (a) la potencia en caballos, (b) el aumento…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P11.20 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P11.20 Supongamos que en el Problema P11.19 se da la potencia teórica Pw 5 153 hp. ¿Es posible calcular (a) el caudal y (b) la altura manométrica? Resuelva el problema explicando las posibles complicaciones. Solución: Solución…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P11.19 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P11.19 Una bomba centrífuga tiene r2 = 9 in, b2 = 2 in, β2 = 35° y gira a 1060 rpm. Si produce una altura manométrica de 180 ft, determine teóricamente (a) el caudal en galones…